KR102683187B1 - Laser debonding apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명의 레이저 디본딩 장치는, 레이저 헤드 모듈로부터 레이저빔을 조사하여 기판에서 전자부품을 디본딩하는 레이저 디본딩 장치에 있어서, 상기 레이저 헤드 모듈의 주변에 구비되어 상하로 선택적으로 승하강되면서 전자부품을 디본딩하고 남겨진 잔여 솔더의 상부면을 그라인딩하여 일정 높이를 갖도록 평탄화하는 그라인딩 수단; 및 상기 그라인딩 수단의 일측에 인접하여 구비되어 그라인딩 수단이 잔여 솔더의 상부면을 그라인딩하는 동안 상기 잔여 솔더로부터 생성된 절삭 칩(chip)을 흡입하는 석션 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The laser debonding device of the present invention is a laser debonding device that debonds electronic components on a substrate by irradiating a laser beam from a laser head module, and is provided around the laser head module to selectively raise and lower the electronic components. Grinding means for debonding the component and grinding the upper surface of the remaining solder to flatten it to a certain height; and a suction unit provided adjacent to one side of the grinding unit to suction chips generated from the remaining solder while the grinding unit grinds the upper surface of the remaining solder.
Description
본 발명은 레이저 디본딩 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저 조사에 의해 솔더링이 용융된 전자부품을 디본딩한 후 정상 LED가 본딩될 양쪽 잔여 솔더에 높이차가 발생되지 않도록 마이크로 엔드밀로 잔여 솔더의 상부면을 정밀하게 그라인딩한 후 본딩함으로써 정상 LED가 한쪽으로 기울어지거나 LED와 솔더 간 본딩 불량이 방지되는 레이저 디본딩 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a laser debonding device. More specifically, the present invention relates to a laser debonding device, and more specifically, after debonding electronic components whose soldering has been melted by laser irradiation, the remaining solder is removed using a micro end mill to prevent a height difference between the remaining solders on both sides where the normal LED will be bonded. It relates to a laser debonding device that prevents normal LEDs from tilting to one side or bonding defects between LEDs and solder by precisely grinding the upper surface and then bonding it.
산업용 레이저 가공에서 마이크론(㎛)급의 정밀도를 가지는 응용분야가 마이크로 레이저프로세싱인데, 반도체 산업, 디스플레이 산업, 인쇄회로기판(PCB) 산업, 스마트폰 산업 등에서 널리 사용되고 있다. 모든 전자기기에 사용되는 메모리칩은 집적도와 성능 및 초고속 통신속도를 구현하기 위해 회로간격을 최소한으로 축소시키는 기술이 발전하다가 현재는 회로선폭과 선폭간격을 축소시키는 것만으로는 요구되는 기술수준을 달성하기 어려워서 메모리칩들을 수직방향으로 적층하는 수준이 되었다. 이미 128층까지의 적층기술이 TSMC사(社)에서 개발되었고, 72층까지 적층하는 기술을 삼성전자, SK하이닉스 등에서 대량생산에 적용하고 있다.Micro laser processing is an application field with micron (㎛) level precision in industrial laser processing, and is widely used in the semiconductor industry, display industry, printed circuit board (PCB) industry, and smartphone industry. Memory chips used in all electronic devices have developed technology to reduce circuit spacing to a minimum in order to achieve integration, performance, and ultra-high-speed communication speeds, but now the required level of technology is achieved simply by reducing circuit line width and line width spacing. It was difficult to do, so memory chips were stacked vertically. Lamination technology for up to 128 layers has already been developed by TSMC, and technology for stacking up to 72 layers is being applied to mass production at Samsung Electronics, SK Hynix, etc.
또한, 메모리칩, 마이크로프로세서칩, 그래픽프로세서칩, 무선프로세서칩, 센서프로세서칩 등을 1개의 패키지에 실장하려는 기술개발들이 치열하게 연구개발되고 있으며 상당한 수준의 기술들이 이미 실전적용되고 있다.In addition, intensive research and development is being conducted on technologies to mount memory chips, microprocessor chips, graphics processor chips, wireless processor chips, sensor processor chips, etc. in one package, and a significant level of technology is already being applied in practice.
그러나 앞에서 언급한 기술의 개발과정에서, 초고속/초고용량 반도체칩 내부에서 더욱 더 많은 전자들이 신호처리프로세스에 참여해야 하므로 전력소비량이 커져서 발열에 대한 냉각처리 이슈가 제기되었다. 또한, 더욱 많은 신호들에 대한 초고속 신호처리 및 초고주파 신호처리라는 요구사항을 달성하기 위하여 대량의 전기신호들을 초고속으로 전달해야 한다는 기술이슈가 제기되었다. 또한, 신호선들이 많아져야 해서 반도체칩 외부로의 신호 인터페이스 선들을 더 이상 1차원적인 리드선방식으로는 처리하지 못하고 반도체칩 하부에서 2차원적으로 처리하는 볼그리드어레이(BGA) 방식(Fan-In BGA 또는 Fan-in Wafer-Level-Package(FIWLP)라고 함)과, 칩 하부의 초미세 BGA층 아래에 신호 배선 재배열층(Signal Layout Redistribution Layer)을 두고 그 하부에 2차 미세 BGA층을 설치하는 방식(Fan-Out BGA 또는 Fan-Out Wafer-Level-Package(FOWLP) 또는 Fan-Out Panel-Level-Package라고 함) 방식이 실적 적용되고 있다.However, in the development process of the technology mentioned above, more and more electrons must participate in the signal processing process inside the ultra-high-speed/ultra-high-capacity semiconductor chip, which increases power consumption and raises the issue of cooling treatment for heat generation. In addition, in order to achieve the requirements of ultra-high-speed signal processing and ultra-high-frequency signal processing for more signals, a technical issue was raised that a large amount of electrical signals must be transmitted at ultra-high speed. In addition, because the number of signal lines must increase, the signal interface lines outside the semiconductor chip can no longer be processed using a one-dimensional lead line method, but a ball grid array (BGA) method (Fan-In BGA) that is processed two-dimensionally from the bottom of the semiconductor chip. (or Fan-in Wafer-Level-Package (FIWLP)), and a signal layout redistribution layer is placed under the ultra-fine BGA layer at the bottom of the chip, and a second fine BGA layer is installed below it. The method (called Fan-Out BGA or Fan-Out Wafer-Level-Package (FOWLP) or Fan-Out Panel-Level-Package) is being applied in practice.
최근에는 반도체칩의 경우, EMC(Epoxy-Mold Compound)층을 포함하여 두께가 200㎛ 이하 제품이 등장하고 있다. 이와 같이 두께가 수백 마이크론에 불과한 마이크론급의 초경박형 반도체칩을 초경박형 PCB에 부착하기 위하여 기존의 표면실장기술(SMT) 표준공정인 써멀리플로우오븐(Thermal Reflow Oven) 기술과 같은 매스리플로우(MR) 공정을 적용하면 수백 초의 시간 동안 100∼300도(℃)의 공기온도환경 속에 반도체칩이 노출되므로 열팽창계수(CTE; Coefficient of ThermalExpansion) 차이 때문에 칩-테두리 휨(Chip-Boundary Warpage), PCB-테두리 휨(PCB-Boundary Warpage), 열충격형 랜덤본딩불량(Random-Bonding Failure by Thermal Shock) 등 다양한 형태의 솔더링 본딩 접착불량이 발생할 수 있다.Recently, in the case of semiconductor chips, products with a thickness of 200㎛ or less, including an EMC (Epoxy-Mold Compound) layer, are emerging. In order to attach micron-level ultra-thin semiconductor chips with a thickness of only a few hundred microns to an ultra-thin PCB, mass reflow (thermal reflow oven) technology, which is a standard process for existing surface mount technology (SMT), is used. When applying the MR) process, the semiconductor chip is exposed to an air temperature environment of 100 to 300 degrees Celsius for hundreds of seconds, causing chip-boundary warpage and PCB damage due to differences in the coefficient of thermal expansion (CTE). -Various types of soldering bonding adhesion failures may occur, such as PCB-Boundary Warpage and Random-Bonding Failure by Thermal Shock.
이에 따라 종래에는 상기한 원인을 포함하여 솔더링 공정 상에서 발생되는 다양한 형태의 전자부품의 솔더링 불량을 리웍하기 위해 국부적인 가열(Localized Heating) 기술이 개발되었는데, 그 중 최근에 가장 활발하게 연구되고 있는 분야가 레이저 빔 조사에 의한 솔더링 디본딩 기술이다. Accordingly, localized heating technology has been developed to rework various types of soldering defects in electronic components that occur during the soldering process, including the above-mentioned causes. Among these, it is the field that has been most actively researched recently. This is a soldering debonding technology using laser beam irradiation.
종래 레이저 빔 조사에 의한 디본딩 기술은 비접촉식이라는 장점과 레이저광이 직접 반도체칩에 흡수되는 방법이 1차적인 열흡수 메카니즘이므로 열팽창계수의 차이에 의한 열충격이 없다는 장점이 있으며, 매우 국부적인 가열을 꼭 필요한 시간만 수행하므로 저전력소비, 총 입열량 최소화, 열충격 최소화, 프로세스 시간 최소화 등 여러 가지 장점들을 가지고 있다.Conventional debonding technology using laser beam irradiation has the advantage of being non-contact and the method of directly absorbing laser light into the semiconductor chip is the primary heat absorption mechanism, so there is no thermal shock due to differences in thermal expansion coefficient, and very localized heating is possible. Since it is performed only for the time absolutely necessary, it has several advantages such as low power consumption, minimized total heat input, minimized thermal shock, and minimized process time.
한편, 최근에는 소형화, 경량화 및 저전력 소비 등 여러 장점으로 인해 수십에서 수백 μm 사이즈의 초소형 LED(light emitting diode)가 다양한 디스플레이용 광원으로 활용이 확대되고 있다.Meanwhile, recently, ultra-small LEDs (light emitting diodes) with sizes ranging from tens to hundreds of μm are being used as light sources for various displays due to their various advantages such as miniaturization, weight reduction, and low power consumption.
상기 초소형 LED 중에서 5 μm 내지 100 μm의 칩 사이즈를 갖는 마이크로 LED의 경우 다수의 마이크로 LED 칩을 가로/세로로 촘촘히 배열한 후 전원을 연결하여 직접 발광함으로써 화상을 표시하는 LED 디스플레이용 화소(pixel)로서 이용되고 있다.Among the ultra-small LEDs, in the case of micro LEDs with a chip size of 5 μm to 100 μm, a pixel for an LED display displays an image by tightly arranging a number of micro LED chips horizontally and vertically and then connecting the power supply to emit light directly. It is being used as.
반면, 100 μm 내지 200 μm의 칩 사이즈를 갖는 미니 LED의 경우 상기 마이크로 LED보다는 칩 사이즈가 상대적으로 커 LED 디스플레이의 직접 발광 화소보다는 주로 후면 발광에 의해 LCD 디스플레이의 화상을 표출하는 백라이트 유닛(Backlight unit)에 활용이 증가되고 있다.On the other hand, in the case of mini LEDs with a chip size of 100 μm to 200 μm, the chip size is relatively larger than the micro LED, and the backlight unit (Backlight unit) displays the image of the LCD display mainly by back emission rather than the direct light emitting pixels of the LED display. ) is being increasingly used.
그리고, 이러한 초소형 LED를 기판에 본딩한 후 검사공정에서 불량 화소가 발견될 시에는 상기 불량 화소 위치의 초소형 LED에 레이저빔을 조사함으로써 해당 불량 LED만을 정확히 제거하고, 상기 초소형 LED가 제거된 자리에는 정상 LED를 본딩하여 교체함으로써 불량 화소의 제거 및 정상 LED로 교체하는 리웍공정을 실시하게 된다.In addition, when defective pixels are found in the inspection process after bonding these ultra-small LEDs to the substrate, only the defective LEDs are accurately removed by irradiating a laser beam to the ultra-small LEDs at the location of the defective pixels, and the area where the ultra-small LEDs were removed is By bonding and replacing normal LEDs, a rework process is performed to remove defective pixels and replace them with normal LEDs.
그러나, 상기 초소형 LED의 경우 사이즈가 수백 마이크로 이하로 매우 미세하기 때문에 불량 화소에 대한 초소형 LED를 제거한 후 상기 제거된 LED를 전기적으로 연결하고 있던 잔여 솔더의 형상이 매우 불규칙하였다.However, in the case of the ultra-small LED, the size is very small, less than a few hundred microns, so after removing the ultra-small LED for the defective pixel, the shape of the remaining solder electrically connecting the removed LED was very irregular.
이 경우 리웍공정에서 상기 잔여 솔더에 안착된 후 본딩되는 정상 LED의 양쪽 단자에 아주 미세한 높이차만 발생하더라도 본딩되는 정상 LED의 솔더링 시 한쪽으로 기울어짐(Tilting)이 발생될 뿐만 아니라, 솔더와의 본딩 실패로 인해 정상 LED의 단자에 전원이 공급되지 못하는 심각한 솔더링 불량이 야기되는 문제점이 있었다.In this case, even if only a very slight difference in height occurs between the two terminals of the normal LED that is bonded after being placed on the remaining solder in the rework process, not only does tilting to one side occur during soldering of the normal LED that is bonded, but also it causes damage to the solder. Due to bonding failure, there was a problem of serious soldering defects that prevented power from being supplied to the terminals of normal LEDs.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 발명된 것으로, 본 발명은 레이저 조사에 의해 솔더링이 용융된 전자부품을 디본딩한 후 정상 LED가 본딩될 양쪽 잔여 솔더에 높이차가 발생되지 않도록 마이크로 엔드밀로 잔여 솔더의 상부면을 정밀하게 그라인딩한 후 본딩함으로써 정상 LED가 한쪽으로 기울어지거나 LED와 솔더 간 본딩 불량이 방지되는 레이저 디본딩 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention was invented to solve the above problems, and the present invention is to debond electronic components whose soldering has been melted by laser irradiation, and to prevent a height difference between the remaining solders on both sides to which the normal LED is to be bonded. The purpose is to provide a laser debonding device that prevents normal LEDs from tilting to one side or bonding defects between LEDs and solder by precisely grinding the upper surface of the remaining solder with an end mill and then bonding it.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 레이저 헤드 모듈로부터 레이저빔을 조사하여 기판에서 전자부품을 디본딩하는 레이저 디본딩 장치에 있어서, 상기 레이저 헤드 모듈의 주변에 구비되어 상하로 선택적으로 승하강되면서 전자부품을 디본딩하고 남겨진 잔여 솔더의 상부면을 그라인딩하여 일정 높이를 갖도록 평탄화하는 그라인딩 수단; 및 상기 그라인딩 수단의 일측에 인접하여 구비되어 그라인딩 수단이 잔여 솔더의 상부면을 그라인딩하는 동안 상기 잔여 솔더로부터 생성된 절삭 칩(chip)을 흡입하는 석션 유닛;을 포함하여 구성된다.The present invention for achieving the above object is a laser debonding device that debonds electronic components on a substrate by irradiating a laser beam from a laser head module, and is provided around the laser head module to selectively move up and down. A grinding means that debonds the electronic component as it descends and grinds the upper surface of the remaining solder to flatten it to a certain height; and a suction unit provided adjacent to one side of the grinding unit to suction chips generated from the remaining solder while the grinding unit grinds the upper surface of the remaining solder.
또한 일 실시예에 따라, 상기 그라인딩 수단의 타측에는 그라인딩 수단이 잔여 솔더의 상부면을 그라인딩하는 동안 상기 잔여 솔더를 향해 에어를 분사하는 블로잉 유닛이 더 구비된다.Additionally, according to one embodiment, a blowing unit is further provided on the other side of the grinding means to blow air toward the remaining solder while the grinding means grinds the upper surface of the remaining solder.
또한 일 실시예에 따라, 상기 그라인딩 수단의 일측에는 잔여 솔더의 형상 및 높이를 측정하기 위한 3D 프로파일 센서가 더 구비된다.Additionally, according to one embodiment, a 3D profile sensor for measuring the shape and height of remaining solder is further provided on one side of the grinding means.
또한 일 실시예에 따라, 상기 그라인딩 수단은, 브라켓; 상기 브라켓의 일측에 결합되는 모터; 상기 모터의 하단에 분리가능하게 결합되는 엔드밀; 상기 모터와 엔드밀을 상하로 이동시키기 위한 승하강 유닛; 및 상기 엔드밀을 모터의 회전축에 선택적으로 결합하기 위한 콜렛척 유닛;을 포함하여 구성된다.Also, according to one embodiment, the grinding means includes: a bracket; a motor coupled to one side of the bracket; An end mill detachably coupled to the bottom of the motor; A lifting and lowering unit for moving the motor and end mill up and down; and a collet chuck unit for selectively coupling the end mill to the rotating shaft of the motor.
또한 일 실시예에 따라, 상기 브라켓의 엔드밀의 둘레에는 엔드 브라켓이 구비됨과 함께 상기 엔드 브라켓의 중공을 통해 엔드밀이 끼워진 상태로 회전가능하게 배치되고, 상기 엔드 브라켓의 둘레에는 적어도 하나 이상의 석션 유닛 또는 블로잉 유닛이 각각 연결된다.In addition, according to one embodiment, an end bracket is provided around the end mill of the bracket and rotatably disposed with the end mill inserted through a hollow of the end bracket, and at least one suction unit is around the end bracket. Alternatively, the blowing units are connected respectively.
또한 일 실시예에 따라, 상기 석션 유닛의 에어 흡입과 블로잉 유닛의 에어 분사는 하나의 컴퓨레셔에 의해 동시에 수행된다.Additionally, according to one embodiment, air suction of the suction unit and air injection of the blowing unit are simultaneously performed by one compressor.
또한 일 실시예에 따라, 상기 3D 프로파일 센서는 전자제품의 디본딩 후 어느 하나의 특정 잔여 솔더에 대해 그라인딩을 수행하기 전과 그라인딩을 수행한 후의 상기 특정 잔여 솔더의 형상 및 높이를 각각 측정한 후 상기 특정 잔여 솔더의 형상 및 높이를 상호 비교하는 것을 특징으로 한다.Additionally, according to one embodiment, the 3D profile sensor measures the shape and height of a specific residual solder before and after grinding the specific residual solder after debonding of an electronic product, and then measures the shape and height of the specific residual solder. It is characterized by comparing the shape and height of specific residual solder.
또한 일 실시예에 따라, 상기 3D 프로파일 센서는 전자제품의 디본딩 후 둘 이상의 특정 잔여 솔더에 대해 그라인딩을 수행하기 전과 그라인딩을 수행한 후의 상기 특정 잔여 솔더의 형상 및 높이를 각각 측정한 후 상기 둘 이상의 특정 잔여 솔더의 형상 및 높이를 상호 비교하는 것을 특징으로 한다.Additionally, according to one embodiment, the 3D profile sensor measures the shape and height of the specific residual solder before and after grinding two or more specific residual solders after debonding of the electronic product, and then It is characterized by comparing the shape and height of the specific residual solder above.
상술한 바와 같은 본 발명은, 레이저 조사에 의해 솔더링이 용융된 전자부품을 디본딩한 후 정상 LED가 본딩될 양쪽 잔여 솔더에 높이차가 발생되지 않도록 마이크로 엔드밀로 잔여 솔더의 상부면을 정밀하게 그라인딩한 후 본딩함으로써 정상 LED가 한쪽으로 기울어지거나 LED와 솔더 간 본딩 불량이 방지되는 효과가 있다.As described above, the present invention debonds electronic components whose soldering has been melted by laser irradiation, and then precisely grinds the upper surface of the remaining solder with a micro end mill to prevent a height difference between the remaining solders on both sides where the normal LED will be bonded. Post-bonding has the effect of preventing normal LEDs from tilting to one side or bonding defects between the LED and solder.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 디본딩 장치의 싱글 빔 모듈의 개념도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디본딩 장치에 의해 싱글 레이저 빔이 조사되는 FPCB 기판의 이미지
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 디본딩 장치의 구성 개념도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 광학계의 구성 개념도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 그라인딩 수단을 전체적으로 보인 사시도
도 6은 도 5의 ‘A’ 부분 요부 확대도
도 7은 도 6의 ‘B’ 부분 분해 사시도
도 8은 잔여 솔더의 사진 이미지로서, (a) 본 발명에 따라 그라인딩 처리되기 전 잔여 솔더의 평면 사진 이미지, (b)는 본 발명에 따라 그라인딩 처리된 후 잔여 솔더의 평면 사진 이미지
도 9는 본 발명이 적용된 전자부품의 디본딩 및 리웍 공정을 일 실시예에 따라 보인 개략도1 is a conceptual diagram of a single beam module of a laser debonding device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an image of an FPCB substrate to which a single laser beam is irradiated by a debonding device according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram of the configuration of a laser debonding device according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram of the configuration of a laser optical system according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a perspective view showing the entire grinding means according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is an enlarged view of the main part 'A' of Figure 5
Figure 7 is an exploded perspective view of part 'B' of Figure 6
8 is a photographic image of residual solder, (a) a planar photographic image of residual solder before grinding according to the present invention, and (b) a planar photographic image of residual solder after grinding according to the present invention.
Figure 9 is a schematic diagram showing the debonding and rework process of electronic components to which the present invention is applied according to one embodiment.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 내지 "구비하다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this specification are merely used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “include” or “have” or “equipped” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in this specification. It should be understood that this does not preclude the existence or addition of other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
본 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다.Unless otherwise defined herein, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having meanings consistent with the meanings they have in the context of the related technology, and unless clearly defined in this specification, should not be interpreted in an idealized or overly formal sense. It shouldn't be.
이하, 첨부된 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 디본딩 장치의 싱글 빔 모듈의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디본딩 장치에 의해 싱글 레이저 빔이 조사되는 FPCB 기판의 이미지이다.Hereinafter, the attached Figure 1 is a conceptual diagram of a single beam module of a laser debonding device according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is an FPCB to which a single laser beam is irradiated by the debonding device according to an embodiment of the present invention. This is an image of the substrate.
상기 도 1을 참조하면, 본 발명의 레이저 디본딩 장치는 일실시예에 따라 단일의 레이저 모듈(310)을 구비하며, 이에 따라 FPCB 기판 상에 싱글 레이저 빔을 조사하게 된다. 이 때 도 2를 참조하면 상기 제 1 레이저 모듈(310)에 의해 조사된 레이저 빔은 스퀘어 빔 형상으로 변형된 상태로 기판 상에서 조사된다. Referring to FIG. 1, the laser debonding device of the present invention includes a
즉, 상기 레이저 모듈(310)에 의해 조사된 레이저 빔이 솔더링 불량부의 온도를 솔더링의 용융이 일어나는 디본딩 온도까지 선택적으로 가열함에 따라 전자부품이 기판에서 제거 가능한 상태가 되고, 이어서 일정 형태의 이젝터 장치(미도시)에 의해 상기 솔더링이 용융된 불량 전자부품을 기판으로부터 흡입 제거하게 되는 것이다.That is, the laser beam irradiated by the
이하, 첨부된 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 듀얼 빔 구성 및 작동 관계를 일실시예에 따라 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the attached FIGS. 3 and 4, the dual beam configuration and operational relationship according to the present invention will be described in detail according to an embodiment.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 디본딩 장치의 구성 개념도이다. Figure 3 is a conceptual diagram of a laser debonding device according to an embodiment of the present invention.
상기 도 3에서, 레이저 조사부의 레이저 모듈(310)은 각기 냉각장치(316)를 구비한 레이저 발진기(311), 빔 쉐이퍼(312), 광학렌즈모듈(313), 구동장치(314), 제어장치(315) 및 전원공급부(317)를 포함하여 구성된다.In FIG. 3, the
상기 레이저 발진기(310)는 소정 범위의 파장과 출력 파워를 갖는 레이저 빔을 생성한다. 레이저 발진기는 일례로 ‘750nm 내지 1200nm’ 또는 ‘1400nm 내지 1600nm’ 또는 ‘1800nm 내지 2200nm’ 또는 ‘2500nm 내지 3200nm’의 파장을 갖는 다이오드 레이저(Laser Diode, LD) 또는 희토류 매질 광섬유 레이저(Rare-Earth-Doped Fiber Laser) 또는 희토류 매질 광결정 레이저(Rare-Earth-Doped Crystal Laser)일 수 있으며, 이와 달리 755nm의 파장을 갖는 알렉산드라이트 레이저 광을 방출하기 위한 매질, 또는 1064nm 또는 1320nm의 파장을 갖는 엔디야그(Nd:YAG) 레이저 광을 방출하기 위한 매질을 포함하여 구현될 수 있다.The
빔 쉐이퍼(beam shaper)(312)는 레이저 발진기(310)에서 발생하여 광섬유를 통해 전달되는 스폿(spot) 형태의 레이저를 플랫 탑을 가진 면광원(Area Beam) 형태로 변환시킨다. 빔 쉐이퍼(312)는 사각 광 파이프(Square Light Pipe), 회절광학소자(Diffractive Optical Element, DOE) 또는 마이크로렌즈어레이(Micro-Lens Array, MLA)를 포함하여 구현될 수 있다.The
광학렌즈모듈(313)은 빔 쉐이퍼에서 면 광원 형태로 변환된 레이저 빔의 형태와 크기를 조정하여 PCB 기판에 장착된 전자부품 내지 조사 구역으로 조사하도록 한다. 광학렌즈모듈은 복수의 렌즈의 결합을 통해 광학계를 구성한다.The optical lens module 313 adjusts the shape and size of the laser beam converted into a surface light source form by the beam shaper to irradiate it to the electronic component or irradiation area mounted on the PCB board. An optical lens module constitutes an optical system through the combination of multiple lenses.
구동장치(314)는 조사면에 대해 레이저 모듈의 거리 및 위치를 이동시키고, 제어장치(315)는 구동장치(314)를 제어하여 레이저 빔이 조사면에 도달할 때의 빔 형상, 빔 면적 크기, 빔 선명도 및 빔 조사 각도를 조정한다. 제어장치(315)는 또한 구동장치(314) 외에 레이저 모듈(310) 각 부의 동작을 통합적으로 제어할 수 있다.The
한편, 레이저출력조정부(370)는 사용자 인터페이스를 통해 수신한 프로그램 또는 미리 설정된 프로그램에 따라 레이저 모듈(310)에 대응하는 전원 공급부(317)에서 레이저 모듈(310)로 공급되는 전력량을 제어한다. 레이저출력조정부(370)는 하나 이상의 카메라 모듈(350)로부터 조사면 상에서의 부품별, 구역별 또는 전체 디본딩 상태 정보를 수신하여 이를 토대로 전원 공급부(317)를 제어한다. 이와 달리, 레이저출력조정부(370)로부터의 제어정보가 레이저 모듈(310)의 제어장치(315)로 전달되고, 상기 제어장치(315)에서 각기 대응하는 전원공급부(317)를 제어하기 위한 피드백 신호를 제공하는 것도 가능하다. Meanwhile, the laser output adjustment unit 370 controls the amount of power supplied to the
이러한 기능을 통해서, 레이저 빔 크기와 출력을 조정함에 의해 조사면 내의 전자부품들과 기판 간의 접합을 수행하거나 접합을 제거할 수 있다. 특히, 기판 상에서 손상된 전자부품을 제거하는 경우에는 레이저 빔의 면적을 해당 전자부품 영역으로 최소화함에 따라 기판에 존재하는 인접한 다른 전자부품 내지 정상적인 전자부품에 레이저 빔에 의한 열이 인가되는 것을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 제거 대상인 손상된 전자부품만을 제거하는 것이 가능하다.Through this function, it is possible to perform bonding or remove bonding between electronic components and the substrate within the irradiated surface by adjusting the laser beam size and output. In particular, when removing damaged electronic components from a board, the area of the laser beam is minimized to the area of the relevant electronic component, thereby minimizing the application of heat by the laser beam to other adjacent electronic components or normal electronic components present on the board. Accordingly, it is possible to remove only the damaged electronic components that are subject to removal.
한편, 복수의 레이저 모듈별로 서로 다른 파장을 가진 레이저 빔을 방출하도록 구성하는 경우에는, 레이저 조사부는 전자부품에 포함된 복수의 재료층(예: EMC층, 실리콘층, 솔더층)이 각기 잘 흡수하는 파장을 갖는 개별 레이저 모듈로 구성될 수 있다. Meanwhile, when multiple laser modules are configured to emit laser beams with different wavelengths, the laser irradiation unit is well absorbed by multiple material layers (e.g., EMC layer, silicon layer, solder layer) included in the electronic component. It can be composed of individual laser modules with a wavelength of
이에 따라 본 발명에 따른 레이저 디본딩 장치는 전자부품의 온도와 인쇄회로기판이나 전자부품 전극간의 연결소재인 솔더(Solder)와 같은 중간접합재의 온도를 선택적으로 상이하게 상승시켜 최적화된 접합(Attaching or Bonding) 또는 분리(Detaching or Debonding) 공정을 수행할 수 있다.Accordingly, the laser debonding device according to the present invention selectively increases the temperature of the electronic component and the temperature of the intermediate bonding material such as solder, which is a connecting material between the printed circuit board or the electrode of the electronic component, to achieve optimized bonding (Attaching or Bonding or detaching or debonding processes can be performed.
구체적으로, 전자부품의 EMC몰드층과 실리콘층을 모두 투과하여 솔더층에 각 레이저 빔의 모든 에너지가 흡수되도록 하거나, 레이저 빔이 EMC몰드층을 투과하지 않고 전자부품의 표면을 가열하여 전자부품 하부의 본딩부로 열이 전도되도록 할 수도 있다.Specifically, the laser beam passes through both the EMC mold layer and the silicon layer of the electronic component so that all the energy of each laser beam is absorbed into the solder layer, or the laser beam heats the surface of the electronic component without passing through the EMC mold layer, causing the lower part of the electronic component to be absorbed. Heat can also be conducted through the bonding part of .
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 광학계의 구성 개념도이다.Figure 4 is a conceptual diagram of the configuration of a laser optical system according to an embodiment of the present invention.
상기 도 4는 본 발명에 적용가능한 가장 간단한 구조의 광학계로서, 빔 전송 광섬유(410)로부터 방출된 레이저 빔이 볼록렌즈(420)를 통해 초점 정렬되어 빔 쉐이퍼(430)로 입사하면, 빔 쉐이퍼(430)에서 스폿 형태의 레이저 빔을 플랫 탑(Flat-Top) 형태의 면광원(A1)으로 변환시키고, 빔 쉐이퍼(430)로부터 출력된 정사각형 레이저 빔(A1)이 오목 렌즈(440)를 통해 원하는 크기로 확대되어 확대된 면광원(A2)으로 결상면(S)에 조사된다.4 is an optical system with the simplest structure applicable to the present invention. When the laser beam emitted from the beam transmission
이하 첨부된 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 레이저 디본딩 장치의 구성 및 작동관계에 대해 자세히 살펴보기로 한다. Hereinafter, the configuration and operational relationship of the laser debonding device according to the present invention will be examined in detail with reference to the attached FIGS. 5 and 6.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 그라인딩 수단을 전체적으로 보인 사시도이고, 도 6은 도 5의 ‘A’ 부분 요부 확대도이며, 도 7은 도 6의 ‘B’ 부분 분해 사시도이고, 도 8은 잔여 솔더의 사진 이미지로서, (a) 본 발명에 따라 그라인딩 처리되기 전 잔여 솔더의 평면 사진 이미지, (b)는 본 발명에 따라 그라인딩 처리된 후 잔여 솔더의 평면 사진 이미지이다.Figure 5 is a perspective view showing the entire grinding means according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is an enlarged view of the main part of part 'A' of Figure 5, Figure 7 is an exploded perspective view of part 'B' of Figure 6, and Figure 8 is a photographic image of residual solder, (a) is a planar photographic image of residual solder before grinding according to the present invention, and (b) is a planar photographic image of residual solder after grinding according to the present invention.
먼저, 본 발명의 레이저 디본딩 장치는 불량 화소로서 확인된 초소형 LED에 디본딩을 위해 레이저빔을 조사하는 레이저 헤드 모듈(310, 410, 도 1 내지 4 참조)의 주변에 본 발명의 그라인딩 수단(700)이 구비된다.First, the laser debonding device of the present invention uses a grinding means of the present invention ( 700) is provided.
상기 그라인딩 수단(700)은 승하강 유닛(750)에 의해 상하로 선택적으로 승하강되는데, 레이저 헤드 모듈(310, 410, 도 1 내지 4 참조)이 전자부품(예컨대, 초소형 LED)을 디본딩한 후 남겨진 잔여 솔더(S)의 상부면을 마이크로 엔드밀(740)로 정밀하게 그라인딩하여 전자부품의 리웍에 필요한 일정 높이를 갖도록 평탄화한다. 그러므로 본 발명 장치를 이용한 상기 잔여 솔더(S)의 평탄화를 통해 리웍(rework, 레이저 본딩)되는 전자부품이 일측으로 기울어지거나 잔여 솔더(S)와 전자부품의 단자간 본딩 불량이 방지된다.The grinding means 700 is selectively raised and lowered up and down by the raising and lowering
보다 구체적으로, 도 5 내지 7을 참조하면 상기 그라인딩 수단(700)은 브라켓(710)과, 상기 브라켓(710)의 일측에 결합되는 모터(720)와, 상기 모터(720)의 하단에 분리가능하게 결합되는 마이크로 엔드밀(740)과, 상기 모터(740)와 마이크로 엔드밀(740)을 상하로 이동시키기 위한 승하강 유닛(750)과, 상기 마이크로 엔드밀(740)을 모터(720)의 회전축(미도시)에 선택적으로 결합하기 위한 콜렛척 유닛(730)을 포함하여 구성된다.More specifically, referring to FIGS. 5 to 7, the grinding means 700 includes a
상기 콜렛척 유닛(730)은 본체에 슬릿이 들어간 구조의 콜렛척(731)이 입을 열거나 닫음으로써 가공물을 고정하는 데에 사용되는 척(chuck) 기구의 일종으로서, 도 7을 참조하면 환봉 형상의 콜렛척 바디(730)의 중공에 쐐기 형상의 콜렛척(731)이 삽탈되며, 이때 상기 콜렛척(731)의 슬릿 중앙에는 마이크로 엔드밀(740)이 선택적으로 끼워져 고정된다. The
계속해서, 마이크로 엔드밀(740)을 포함한 콜렛척(731)이 콜렛척 바디(730)의 중공으로 삽입됨으로써 콜렛척(731)이 오므라지면서 조여지게 된다. 이때, 상기 콜렛척(731)의 슬릿에 끼워진 상태의 마이크로 엔드밀(740)은 콜렛척(731)이 오므라짐에 따라 콜렛척(731)의 슬릿 사이에서 압박되고, 이에 따라 상기 콜렛척(731)의 슬릿 사이에 마이크로 엔드밀(740)이 빠지지 않게 고정된다. 이 상태에서 상기 콜렛척 바디(730)의 상단은 모터(720)의 회전축과 결합되어 있으므로 상기 모터(720)의 회전에 따라 모터(720)의 회전축과 결합된 콜렛척 바디(730), 콜렛척(731) 및 마이크로 엔드밀(740)도 함께 회전되어진다.Subsequently, the
한편, 상기 마이크로 엔드밀(740)을 다른 것으로 교체하고자 할 때에는 상술한 과정의 역순에 따라 콜렛척 바디(730)로부터 콜렛척(731)을 빼내면 상기 콜렛척(731)의 슬릿 사이에 고정된 마이크로 엔드밀(740)의 압박이 해제되고, 마이크로 엔드밀(740)을 다른 것으로 교체한 후 다시 콜렛척(731)을 콜렛척 바디(730)로 삽입하면 된다.Meanwhile, when it is desired to replace the
또한, 상기 브라켓(710)의 하단에 위치된 마이크로 엔드밀(740)의 둘레에는 엔드 브라켓(830)이 구비되고, 상기 엔드 브라켓(830)의 통공(830a, 도 6 참조)을 통해 마이크로 엔드밀(740)이 끼워져 관통된 상태로 회전가능하게 배치된다. 이때, 상기 엔드 브라켓(830)의 둘레에는 적어도 하나 이상의 석션 유닛(810) 또는 블로잉 유닛(820)이 각각 연결 배치된다. In addition, an
도 6에 도시된 일 실시예에 따르면 엔드 브라켓(830)의 좌, 우측에 각각 하나씩 2개의 석션 유닛(810)이 배치되고, 엔드 브라켓(830)의 정면에 하나의 블로잉 유닛(820)이 배치될 수 있다.According to one embodiment shown in FIG. 6, two
이때, 상기 엔드 브라켓(830)의 양측에 연결 구비된 석션 유닛(810)은 그라인딩 수단(700)이 잔여 솔더(S)의 상부면을 그라인딩하는 동안 상기 잔여 솔더(S)로부터 생성된 절삭 칩(chip)을 흡입한다. 일례로, 상기 석션 유닛(810)과 블로잉 유닛(820)은 도면에 도시된 것처럼 에어 피팅과 파이프가 연결된 에어 배관의 구조체일 수 있다.At this time, the
한편, 상기 엔드 브라켓(830)의 타측에 연결 구비된 블로잉 유닛(820)은 마이크로 엔드밀(740)이 잔여 솔더(S)의 상부면을 그라인딩하여 평탄화하는 동안 상기 잔여 솔더(S)를 향해 에어를 분사한다.Meanwhile, the
아울러, 본 발명에서 상기 석션 유닛(810)이 단독으로 구비된 경우에도 절삭 칩을 흡입 및 제거할 수 있으나, 상기 석션 유닛(810)에 더해 블로잉 유닛(820)이 더 구비된 경우 상기 블로잉 유닛(820)이 잔여 솔더(S)의 상부면으로 에어를 강하게 분사함에 따라 마이크로 엔드밀(740)에 의해 절삭된 절삭 칩이 석션 유닛(810)쪽으로 보다 빠르게 이동될 수 있다. 즉, 상기 블로잉 유닛(820)에 의해 석션 유닛(810)의 절삭 칩의 흡입력과 공기의 유속이 배가될 수 있다.In addition, in the present invention, even when the
한편, 도면에 도시되지는 않았으나 일 실시예에 따라 상기 석션 유닛(810)의 에어 흡입과 블로잉 유닛(820)의 에어 분사는 각각 연결된 에어 컴퓨레셔(미도시)에 의해 수행될 수 있으며, 보다 간단하게는 하나의 컴퓨레셔에 의해 동시에 수행될 수 있다.Meanwhile, although not shown in the drawing, according to one embodiment, the air suction of the
또한, 상기 그라인딩 수단(700)의 일측에는 그라인딩 및 평탄화 대상물인 잔여 솔더(S)의 형상 및 높이를 측정하기 위한 3D 프로파일 센서(900)가 구비된다. In addition, a
상기 3D 프로파일 센서(900)는 일례로 광 절단법을 이용한 레이저 변위 센서일 수 있으며, 라인 형태의 레이저광을 대상 물체 표면에 조사하고 해당 반사광의 변화를 CMOS로 수광하여, 비접촉으로 피측정물의 높이, 단차, 폭 등 프로파일 데이터(단면 형상)를 측정한다. 또한, 연속적으로 측정된 프로파일 데이터는 화상 처리됨으로써 대상 물체의 3D 형상을 취득할 수 있다.For example, the
따라서, 본 발명은 상기 3D 프로파일 센서(900)를 구비함으로써 그라인딩 및 평탄화 대상물인 잔여 솔더(S)의 위치, 높이 또는 평탄도 등의 프로파일 데이터를 정밀하게 측정하고, 상기 프로파일 데이터에 기반하여 마이크로 엔드밀(740)을 제어함으로써 그라인딩 공정을 수행한다.Therefore, the present invention is provided with the
일 실시예로, 상기 3D 프로파일 센서(900)는 전자제품의 디본딩 후 어느 하나의 특정 잔여 솔더(S)에 대해 그라인딩을 수행하기 전과 그라인딩을 수행한 후의 상기 특정 잔여 솔더(S)의 형상 및 높이를 각각 측정한 후 상기 특정 잔여 솔더(S)의 형상 및 높이를 상호 비교함으로써 어느 하나의 특정 잔여 솔더(S)의 상부면이 특정 높이와 평탄도를 갖도록 마이크로 엔드밀(740)의 승하강 거리와 절삭 정도를 제어할 수 있다.In one embodiment, the
한편, 다른 실시예로 상기 3D 프로파일 센서(900)는 전자제품의 디본딩 후 둘 이상의 특정 잔여 솔더(S1, S2, 도 9a,b 참조)에 대해 그라인딩을 수행하기 전과 그라인딩을 수행한 후의 상기 특정 잔여 솔더(S1, S2)의 형상 및 높이를 각각 측정한 후 상기 둘 이상의 특정 잔여 솔더(S1, S2)의 형상 및 높이를 상호 비교함으로써 둘 이상의 특정 잔여 솔더(S1, S2)의 상부면이 동일 또는 근사한 높이와 평탄도를 갖도록 마이크로 엔드밀(740)의 절삭 정도를 제어할 수 있다.Meanwhile, in another embodiment, the
도 9는 본 발명이 적용된 전자부품의 디본딩 및 리웍 공정을 일 실시예에 따라 보인 개략도이다.Figure 9 is a schematic diagram showing the debonding and rework process of electronic components to which the present invention is applied according to one embodiment.
먼저, 도 9a를 참조하면, 본 발명의 레이저 헤드 모듈(310, 410, 도 1 내지 4 참조)로부터 레이저빔을 조사하여 불량 화소로 판정된 초소형 LED의 솔더를 녹임으로써 상기 초소형 LED를 제거한다. 이때, 상기 초소형 LED가 제거된 잔여 솔더(S)의 형상과 높이는 매우 불규칙하게 형성된다. (도 8a 사진 이미지 참조) First, referring to FIG. 9A, a laser beam is irradiated from the laser head module (310, 410, see FIGS. 1 to 4) of the present invention to melt the solder of the ultra-small LED determined to be a defective pixel, thereby removing the ultra-small LED. At this time, the shape and height of the remaining solder (S) from which the ultra-small LED is removed are formed very irregularly. (See photo image in Figure 8a)
이 상태에서 상기 형상과 높이가 불규칙한 잔여 솔더(S)의 상부면에 초소형 LED를 안착 및 본딩하게 되면 상기 LED가 잔여 솔더의 형상 및 높이차로 인해 한쪽으로 기울어진 상태로 본딩되거나 LED의 단자와 솔더간에 본딩 불량이 발생될 수 있다.In this state, when an ultra-small LED is seated and bonded on the upper surface of the residual solder (S), which is irregular in shape and height, the LED is bonded in a tilted state due to the shape and height difference of the residual solder, or the terminal of the LED and the solder are bonded. Bonding defects may occur between livers.
이를 해소키 위해 도 9b를 참조하면, 본 발명의 그라인딩 수단(700)을 이용하여 상기 형상 및 높이가 불규칙한 잔여 솔더(S)의 상부면을 일정한 형상과 높이를 갖도록 그라인딩하여 평탄화한다. In order to solve this problem, referring to FIG. 9B, the upper surface of the remaining solder S, which has an irregular shape and height, is ground and flattened to have a constant shape and height using the grinding means 700 of the present invention.
그라인딩을 수행하기에 앞서 3D 프로파일 센서(900)가 그라인딩 및 평탄화 대상물인 잔여 솔더(S)의 위치, 형상 및 높이 등 프로파일 데이터를 측정한다. (pre-inspection)Before performing grinding, the
또한, 그라인딩 공정은 상기 그라인딩 수단(700)의 마이크로 엔드밀(740)을 고속으로 회전시켜 잔여 솔더(S)의 상부면을 매끈하게 절삭하여 평탄화하고, 이때 상기 마이크로 엔드밀(740)의 주변에 구비된 석션 유닛(810)과 블로잉 유닛(820)을 구동함으로써 마이크로 엔드밀(740)에 의해 절삭된 잔여 솔더의 절삭 칩이 석션 유닛(810)을 통해 흡입 및 제거된다.In addition, the grinding process rotates the
그라인딩을 수행한 후에는 3D 프로파일 센서(900)가 다시 잔여 솔더(S)의 형상 및 높이 등 프로파일 데이터를 측정한다. (post-inspection) After grinding is performed, the
이를 통해 상기 측정된 그라인딩 수행 전과 수행 후의 프로파일 데이터를 상호 비교하여 마이크로 엔드밀(740)에 의한 절삭이 원하는 평탄도와 높이에 도달하였는지 검사한다.Through this, the measured profile data before and after the grinding is compared to check whether the cutting by the
계속해서, 도 9c를 참조하면 상기 3D 프로파일 센서(900)에 의한 검사를 통해 평탄화가 완료된 잔여 솔더(S)의 상부면에는 교체용 LED의 레이저 본딩을 위해 솔더 페이스트(P)가 도팅(dotting)된다. 이때, 상기 잔여 솔더(S)의 상부면은 평탄화가 완료된 매끈한 상태이므로 상기 잔여 솔더(S) 상부면에 도팅된 솔더 페이스트(P)의 표면은 표면장력에 의해 도 9c처럼 볼록한 구형을 이루게 된다.Continuing, referring to FIG. 9C, solder paste (P) is doted on the upper surface of the remaining solder (S), which has been flattened through inspection by the
이후, 도 9d를 참조하면 상기 평탄화가 완료된 잔여 솔더(S)의 솔더 페이스트(P) 위에 교체용 초소형 LED를 마운트시킨 후 레이저빔을 조사하여 본딩함으로써 상기 LED가 한쪽으로 기울어지거나 본딩 불량없이 수평하게 정상적으로 본딩되어지고, 최종적으로 초소형 LED의 리웍 공정이 완료된다.Thereafter, referring to FIG. 9D, a replacement ultra-small LED is mounted on the solder paste (P) of the remaining solder (S) for which the flattening has been completed, and then bonded by irradiating a laser beam so that the LED is leveled without being tilted to one side or having bonding defects. It is bonded normally, and finally, the rework process of the ultra-small LED is completed.
따라서, 본 발명은 레이저 조사에 의해 솔더링이 용융된 전자부품을 디본딩한 후 교체용 초소형 LED가 본딩될 양쪽 잔여 솔더에 높이차가 발생되지 않도록 마이크로 엔드밀로 잔여 솔더의 상부면을 정밀하게 그라인딩한 후에 상기 LED를 본딩하기 때문에 상기 교체용 LED가 한쪽으로 기울어지거나 LED와 솔더 간 본딩 불량이 해소되는 효과를 얻을 수 있다.Therefore, in the present invention, after debonding the electronic component whose soldering has been melted by laser irradiation, the upper surface of the remaining solder is precisely ground with a micro end mill to prevent a height difference between the remaining solder on both sides where the replacement ultra-small LED will be bonded. By bonding the LED, it is possible to obtain the effect of resolving the replacement LED's tilt to one side or the bonding defect between the LED and the solder.
아울러 본 발명은 단지 앞서 기술된 일 실시예에 의해서만 한정된 것은 아니며, 장치의 세부 구성이나 개수 및 배치 구조를 변경할 때에도 동일한 효과를 창출할 수 있는 것이므로 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 다양한 구성의 부가 및 삭제, 변형이 가능한 것임을 명시하는 바이다.In addition, the present invention is not limited to just one embodiment described above, and the same effect can be created even when changing the detailed configuration, number, and arrangement structure of the device, so those skilled in the art will understand the present invention. It is stated that addition, deletion, and modification of various configurations are possible within the scope of the technical idea.
310, 410 : 레이저 헤드 모듈 700 : 그라인딩 수단
710 : 브라켓 720 : 모터
730 : 콜렛척 바디 731 : 콜렛척
740 : 마이크로 엔드밀 750 : 승하강 유닛
810 : 석션 유닛 820 : 블로잉 유닛
830 : 엔드 브라켓 900 : 3D 프로파일 센서
S, S1, S2 : 잔여 솔더 P : 솔더 페이스트310, 410: Laser head module 700: Grinding means
710: Bracket 720: Motor
730: Collet Chuck Body 731: Collet Chuck
740: Micro end mill 750: Raising and lowering unit
810: Suction unit 820: Blowing unit
830: End bracket 900: 3D profile sensor
S, S1, S2: Residual solder P: Solder paste
Claims (8)
상기 레이저 헤드 모듈의 주변에 구비되어 상하로 선택적으로 승하강되면서 전자부품을 디본딩하고 남겨진 잔여 솔더의 상부면을 그라인딩하여 일정 높이를 갖도록 평탄화하는 그라인딩 수단; 및
상기 그라인딩 수단의 일측에 인접하여 구비되어 그라인딩 수단이 잔여 솔더의 상부면을 그라인딩하는 동안 상기 잔여 솔더로부터 생성된 절삭 칩(chip)을 흡입하는 석션 유닛;을 포함하고,
상기 그라인딩 수단은,
브라켓;
상기 브라켓의 일측에 결합되는 모터;
상기 모터의 하단에 분리가능하게 결합되는 엔드밀;
상기 모터와 엔드밀을 상하로 이동시키기 위한 승하강 유닛; 및
상기 엔드밀을 모터의 회전축에 선택적으로 결합하기 위한 콜렛척 유닛;을 포함하는,
레이저 디본딩 장치.In a laser debonding device that debonds electronic components on a substrate by irradiating a laser beam from a laser head module,
Grinding means provided around the laser head module to selectively move up and down to debond electronic components and grind the upper surface of the remaining solder to flatten it to a certain height; and
A suction unit provided adjacent to one side of the grinding means to suction chips generated from the remaining solder while the grinding means grinds the upper surface of the remaining solder,
The grinding means is,
Brackets;
a motor coupled to one side of the bracket;
An end mill detachably coupled to the bottom of the motor;
A lifting and lowering unit for moving the motor and end mill up and down; and
Including a collet chuck unit for selectively coupling the end mill to the rotating shaft of the motor.
Laser debonding device.
상기 그라인딩 수단의 타측에는 그라인딩 수단이 잔여 솔더의 상부면을 그라인딩하는 동안 상기 잔여 솔더를 향해 에어를 분사하는 블로잉 유닛이 더 구비되는,
레이저 디본딩 장치.According to claim 1,
A blowing unit is further provided on the other side of the grinding means to blow air toward the remaining solder while the grinding means grinds the upper surface of the remaining solder.
Laser debonding device.
상기 그라인딩 수단의 일측에는 잔여 솔더의 형상 및 높이를 측정하기 위한 3D 프로파일 센서가 더 구비되는,
레이저 디본딩 장치.According to claim 1,
A 3D profile sensor is further provided on one side of the grinding means to measure the shape and height of remaining solder.
Laser debonding device.
상기 브라켓의 엔드밀의 둘레에는 엔드 브라켓이 구비됨과 함께 상기 엔드 브라켓의 중공을 통해 엔드밀이 끼워진 상태로 회전가능하게 배치되고, 상기 엔드 브라켓의 둘레에는 적어도 하나 이상의 석션 유닛 또는 블로잉 유닛이 각각 연결되는 것을 특징으로 하는,
레이저 디본딩 장치.According to claim 1,
An end bracket is provided around the end mill of the bracket and rotatably disposed with the end mill inserted through a hollow of the end bracket, and at least one suction unit or blowing unit is connected to the circumference of the end bracket. Characterized by,
Laser debonding device.
상기 석션 유닛의 에어 흡입과 블로잉 유닛의 에어 분사는 하나의 컴퓨레셔에 의해 동시에 수행되는,
레이저 디본딩 장치.According to claim 2,
Air intake of the suction unit and air injection of the blowing unit are performed simultaneously by one compressor.
Laser debonding device.
상기 3D 프로파일 센서는 전자제품의 디본딩 후 어느 하나의 특정 잔여 솔더에 대해 그라인딩을 수행하기 전과 그라인딩을 수행한 후의 상기 특정 잔여 솔더의 형상 및 높이를 각각 측정한 후 상기 특정 잔여 솔더의 형상 및 높이를 상호 비교하는 것을 특징으로 하는,
레이저 디본딩 장치.According to claim 3,
The 3D profile sensor measures the shape and height of the specific residual solder before and after grinding the specific residual solder after debonding of the electronic product, and then determines the shape and height of the specific residual solder. Characterized by comparing with each other,
Laser debonding device.
상기 3D 프로파일 센서는 전자제품의 디본딩 후 둘 이상의 특정 잔여 솔더에 대해 그라인딩을 수행하기 전과 그라인딩을 수행한 후의 상기 특정 잔여 솔더의 형상 및 높이를 각각 측정한 후 상기 둘 이상의 특정 잔여 솔더의 형상 및 높이를 상호 비교하는 것을 특징으로 하는,
레이저 디본딩 장치.According to claim 3,
The 3D profile sensor measures the shape and height of the specific residual solder before and after grinding the two or more specific residual solders after debonding of the electronic product, and then determines the shape and height of the two or more specific residual solders. Characterized by mutual comparison of heights,
Laser debonding device.
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